Betono atsparumo gniuždymui ir lenkimui didinimo būdai

Betonas yra viena ilgaamžiškiausių statybinių medžiagų, tačiau veikiama aplinkos - dėvisi. Kaip ir dauguma statybinių medžiagų betonas ir gelžbetonis senėja ir praranda savo savybes dėl jį supančios aplinkos įtakos. Eksploatacijos metu betono ir gelžbetonio konstrukcijas veikia įvairūs fizikiniai - mechaniniai ir cheminiai veiksniai. Betono ir gelžbetonio nusidėvėjimą bei pažeistų vietų atsiradimą lemia armatūros korozija, struktūriniai pažeidimai, vandens įsiskverbimas, užšalimo ir atšilimo ciklai, cheminiai, fiziniai ir mechaniniai poveikiai, reaktyvūs užpildai bei panašūs veiksniai. Paviršinių betono sluoksnių eroziją gali sukelti vėjas ar krituliai, o dažnai erozija ir korozija vyksta vienu metu.

Prasidėjusi gelžbetonio armatūros korozija - ypač pavojingas procesas. Susidarius rūdims, plieno tūris didėja 2,3 karto. Rūdžių išplovos ant gelžbetonio paviršiaus yra pirmasis matomas ženklas. Susidariusi kalkių pluta gali signalizuoti vandens filtraciją per cementinį akmenį. Mechaninė betono korozija mažina medžiagos stiprį, o cheminė korozija ir karbonizacija keičia betono savybes priklausomai nuo aplinkos sąlygų. Karbonizacija yra lėtas procesas: jos greitis gali siekti iki 1 mm per metus, o jai įsijungus, betonas tampa jautresnis armatūrai, tuo pačiu keičiasi šarmingumas.

Betono atsparumo agresyvios aplinkos poveikiams gerinimas

Betono atsparumas agresyvios aplinkos poveikiams lemia konstrukcijų ilgaamžiškumą. Siekiant pratęsti gelžbetonio konstrukcijų tarnavimo laiką, atliekamas kruopštus remontas ir padengiama konstrukcija apsauginėmis dangomis, įskaitant fasadų gelžbetonines plokštes ir tilto konstrukcijas. Taip pat vykdomi pamatų stiprinimo darbai injektuojant mineralines ar chemines medžiagas, mūro stiprinimas, trūkių injekcijos ir kt.

Cheminė betono erozija ir sulfatų poveikis visuomet reikalauja atsargumo. Sulfatai reaguoja su trikalcio aliuminatais cemento sudėtyje ir sukelia etringito formavimą, didinantį porų užpildymą ir vidinį slėgį, kuris galiausiai ardo mikrostruktūrą. Vienas iš efektyviausių sprendimų - kristalinė hidroizoliacija, tokia kaip Xypex technologija. Kristalinė struktūra betone blokuoja kapiliarus ir mikroįtrūkius, todėl agresyvios medžiagos negali skverbtis giliau. Laboratoriniai tyrimai rodo, kad Xypex gali žymiai sulėtinti korozijos procesus ir užtikrinti ilgaamžiškumą net agresyvioje aplinkoje.

1. Betono apsauga nuo sulfatų su Xypex priedu: bandymais įrodyta, kad priedas ženkliai sumažina masės praradimą ir ilgiausiai išlaiko mechanines savybes, palyginti su neapsaugotu betonu.
2. Kitos apsaugos priemonės: jonų barjerinės dangos, membranos suformuojančios medžiagos ir membranos nesukuriančios medžiagos. Skirtumas - ar plėvelė susiformuoja ant paviršiaus, ar sukuria apsauginį barjerą betono viduje. Paviršinio plėvelės sluoksnio pašalinimas gali būti būtinas prieš tolesnį darbus.
3. Vandens valdymas kietėjančiam betonui: hidrostatinis ir paviršinis drėgmės palaikymas yra esminis, ypač pirmaisiais savaičių laikotarpiais. Paprastai rekomenduojama laikytis 14 parų, esant optimaliam vandens ir cemento santykiui apie 0,5, klikus užtikrinant drėgmės priežiūrą.

Kietėjančio betono priežiūros būdai

Prašmatniausių formų drėgmės palaikymas per kietėjimo laikotarpį lemia medžiagos savybių pokyčius. Įvairūs metodai - vandens laistymas, dėstymas į užklotus ir polietileninės plėvelės dengimas - skiriasi ne tik veiksmingumu, bet ir praktiniais trūkumais. Paprastai rekomenduojama laikytis šių metodų:

• Vandens priežiūra: nuolatinis betono paviršiaus drėkinimas ir užtvarų kūrimas aplink perimetrą, kol kietėjimo procesas užbaigtas. Šis metodas užtikrina tolygų temperatūros ir drėgmės pasiskirstymą, bet reikalauja daug laiko ir priežiūros.
• Polietileninė plėvelė: horizontalus ar vertikalus dengimas 125 μm plėvele, siekiant sulaikyti drėgmę. Vertikalus dengimas turi būti įgyvendinamas kuo greičiau po formų nuėmimo. Reikia kruopščiai prispausti plėvelės kraštus ir pasirūpinti, kad skersvėjai nesutrūkdytų drėgmės.
• Membranos sukuriančios ar nesukuriančios medžiagos: paviršius purškiamas su specialiais junginiais, kurie sudaro plėvelę arba įsigeria į betoną. Plėvelė ant paviršiaus turi būti pašalinta prieš tolesnį darbą; membranos kurios nesukuria plėvelės, palieka apsauginį hidroizoliacijos sluoksnį betono viduje.

Taip pat paminėti geri pavyzdžiai - SINAK S-102 priemonė, kuri supaprastina darbus ir atitinkamai sutrumpina laiką bei sumažina priežiūros poreikį. Kietėjančio betono priežiūros trukmė priklauso nuo aplinkos sąlygų, drėgmės lygio ir cemento rišimosi pradžios laikotarpo. Kai hidroizoliacija reikalinga, svarbu laikytis nurodymų, kad kietėjimo procesas nebūtų sutrikdytas.

KTU kūryba - ypatingai stiprus betonas

Kauno technologijos universiteto mokslininkai sukūrė ypatingo stiprumo betono receptą, paremtą vietinėmis žaliavomis ir perdiržu. Pagamintas iš vietinių žaliavų ir perdirbto malto stiklo atliekų, šis betonas pasižymi ypač dideliu lenkimo stiprumu ir gniuždymo atsparumu, tankesne mikrostruktūra ir ilgaamžiškumu. Jis gali būti pritaikomas įvairiose srityse, įskaitant plieninių konstrukcijų pakeitimą liaunomis, bet tvirtiems darbams atsparias konstrukcijas.

Universitetas skelbė, kad šis betonas gali būti gaminamas be sudėtingos įrangos, naudojant vietines žaliavas, o galutinis produktas gali būti konkurencingas rinkoje. Vienas iš įdomiausių taikymo pavyzdžių - atominėse elektrinėse, kur ypač tvirtos ir lengvos konstrukcijos yra vertinamos, taip pat gali būti naudojami stalviršiai, staklės ir netgi baldai. Taip pat teigiama, kad stiklo atliekų priedai gali dar labiau pagerinti gniuždymo stiprį.

Eksperimentai su Xypex aditivais parodė, kad dėl kristalinės struktūros, kuri formuojasi betone, įvyksta net ir esant padidintai sulfatų koncentracijai, žymiai sulėtėjantis erozijos ryšys ir ilgaamžiškumas. Tyrimai Japonijoje ir Čekijoje rodo, kad Xypex priedas gali padidinti atsparumą gniuždymui iki kelis kartus, o masės praradimas esant agresyvioms aplinkoms ženkliai mažesnis nei palyginant su neapsaugotu betonu.

Norint tiksliai įvertinti sulfatų poveikį betonui, daug tyrimų yra atlikta su VI tipo ir XA3 aplinkomis. Tokie tyrimai rodo, kad net ir esant aukštoms sulfatų koncentracijoms, su Xypex galima numatyti didesnių laikotarpių atsparumą ir ilgaamžiškumą. Taip pat nagrinėjama, kaip skirtingos cemento klasės (pvz., C30/37) ir komponentų deriniai veikia atsparumą cheminei erozijai. KTU mokslininkų duomenys pabrėžia, kad ypatingai stiprus betonas gali būti taikomas plieninių konstrukcijų ir mechaninių dalių pakeitimui.

Be išmanių skaičiavimų ir tyrimų, svarbu ir praktika: planuojant projektus, būtina suderinti užsakymo sąlygas, konsistenciją ir rišimosi pradžios laiką su gamintoju, kad būtų užtikrintas optimalaus stiprio ir atsparumo pasiekimas. Tuo pačiu metu svarbu užtikrinti, kad kietėjančio betono priežiūra būtų tinkamai vykdoma - nuo to priklauso galutinis konstrukcijų ilgaamžiškumas.

tags: #didesnis #betono #atsparumas #gniuzdymui #tempimui #lenkiant